[发明专利]发动机系统和在这种系统中用于排气处理装置再生的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机系统以及用于包括内燃发动机和排气系统的发动机系统 的方法，所述内燃发动机包括至少一个汽缸，所述排气系统包括排气处理装置，在该 发动机系统中通过空气流量控制装置和燃料控制装置控制空气和燃料的进入，所述方 法包括执行排气处理装置再生。

背景技术

现代车辆装备有已知为催化转化器的排气处理装置，其将例如碳氢化合物(HC)、 一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)的有毒气体转化为例如二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂) 和水(H₂O)的物质。催化转化器的已知问题在于例如通过物理或化学吸附可能在该 转化器内表面残留某些物质，并降低该转化器的能力。这种有害的吸附被认为是催化 转化器中毒。例如，通常取决于提供他们的状态或区域，用于车辆内燃发动机的燃料 (无论是汽油还是柴油)含有相对大量的硫。硫对催化排气处理装置的运转产生一些 问题。在发动机燃烧过程中，硫被转化成硫氧化物(SOx)，其较强地吸附在催化器 的内表面，由此降低其排气处理能力。这个过程常被称为硫中毒。在低负载行驶状况 期间硫吸附尤其强。

已经提出了多个用于解决该问题的催化转化器再生方法。众所周知的是催化转化 器可通过暴露于高温从硫中毒还原(即经历硫再生)。

例如通过美国专利US 2003/0224907A1或欧洲专利EP 0931923A1，已知允许燃 料进入未燃烧汽缸以在排气系统中的催化转化器内与空气燃烧。这种在催化转化器内 的燃烧可用于将其加热以便硫再生。在这种硫再生时遇到的问题是高温可能发生在催 化转化器的上游端部，有将其损坏的危险。同样，在该催化转化器的下游部分，温度 可能在再生期间不会足够高到提供从硫中毒中有效的还原。

发明内容

本发明的目的在于提供排气处理装置的最优的效率。

本发明的目的也在于改善带有内燃发动机的发动机系统中的排气处理装置的再 生。

本发明的又一目的在于提供发动机系统中排气处理装置的再生，同时该发动机系 统的复杂性的增加最少。

用开始提到的那种方法可实现这些目的，其包括在至少一部分排气处理装置再生 期间控制空气流量控制装置和燃料控制装置以便将带有至少1.0的λ值的混合物提供 至所述排气处理装置。

如本领域已知，λ值定义为用实际的空燃比除以化学计量空燃比，并且带有至少 1.0的λ值的混合物为稀燃混合物。发明人在测试期间已经发现减少在提供至所述排 气系统的混合物中的燃料容量会降低所述排气处理装置的上游端处的温度。对此的解 释为减少的燃料容量会减少混合物的燃烧速度。假定气体流量基本上为恒量，降低的 燃烧速度会导致较大部分的燃烧发生在所述排气处理装置的较下游。结果，所述排气 处理装置的上游端处的温度会降低，并且较下游区域的温度会增加。进而这会减小所 述排气处理装置的上游端处的损坏的风险，同时提供了所述排气处理装置下游区域的 有效的再生。

换句话说，本发明提供了控制排气处理装置中的温度分布。更具体的，通过发动 机控制单元(ECU)控制空气流量控制装置和燃料控制装置以获得至少部分基于排气 处理装置中所需的温度分布的空燃比。结果是非常有效的再生，并使所述再生方法对 所述催化转化器导致损坏的风险最小化。仅仅通过使用所述燃料控制装置提供了这种 彻底的再生，而不需要发动机系统中的附加设备。依照本发明的再生为在整个排气处 理装置中提供了快速去除硫沉积的有力措施。

应该特别注意的是已知用在所述排气处理装置中的低介质温度激发所述排气处 理装置中残留的硫。在大部分正常行驶期间的车辆中，排气处理装置下游区域的温度 表现为最低介质温度。因此，增加所述排气处理装置的下游区域的温度的本发明有效 地改善该问题。

优选地，提供至所述排气处理装置的混合物的λ值不低于1.25且不高于2.0。由 发明人执行的测试已经显示在该λ值区间，可达成对所述排气处理装置温度分布非常 有利的结果。

本发明特别适合这种发动机系统，其中可通过所述空气流量控制装置和所述燃料 控制装置控制空气和燃料进入至少一个汽缸，且如下面所示例，其中所述排气处理装 置再生包括在至少一个汽缸中抑制燃烧并控制所述燃料控制装置以允许燃料进入至 少一个抑制燃烧的汽缸中。